数学建模竞赛
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探究国际原油期货价格和国内成品油价格关系 ———以杭州市93号汽油价格为例
摘要
随着我国石油消费量不断增长、石油对外依存度不断上升, 我国国内出现了油价倒挂、油荒等关系国计民生的严重问题。论文选取2007年1月到2011年12月的国内成品油和国际原油市场价格数据，通过实证研究发现: 国际原油价格和国内物价总水平是影响我国成品油市场价格的两个主要因素, 国内的成品油价格与国际原油市场挂钩的市场化改革的同时,争取做到与我国宏观经济运行周期和宏观调控政策相一致,才能保证能源的可持续利用。
在探索杭州市93号汽油价格和三地原油期货价格之间的函数关系时，本文主要采用了多元线性回归模型进行拟合，为了清楚地表达这一定价机制，为了提高模型的精确性，更为了描述定性因素对汽油价格的影响，本文引入了两个虚拟变量D1和D2。运用Eviews6.0软件进行拟合，得到合适的多元线性回归模型来反映两者之间存在的函数关系。同时，为谨慎起见，文章还做了另外一个尝试——主成分回归模型，但利用SAS软件运行的结果显示此模型的拟合优度很差，因此该模型不适合用来描述杭州93汽油的价格与国际原油价格的函数关系，最终决定选用多元线性回归方程表示。在最后，分析了现行成品油定价机制的合理性。
针对问题二，本文建立了计量经济模型来讨论怎样的定价机制是比较合理的。当前成品油定价机制虽然原则上仍依据原油成本定价,但最终价格的确定与动态 调整却更加复杂,不但要考虑到微观企业的生产成本与利润、家庭的消费结构与消费能力,还要考虑到宏观的通胀压力与国民经济运行状况。本文所使用的定量研究方法综合考虑了原油成本定价原则与国民经济运行的实际状况,更好的解释和评价了我国 现行的成品油定价机制形成与调整的动态演变路径。本文试图借用计量经济模型去验证这一时期出现的成品油价格制定弊端,故而需要引入消费者价格指数CPI作为另一自变量进行OLS分析。本文全面分析了我国成品油定价机制的现状,从成品油价格形成机制、价格形成机制的内在缺陷等方面研究了如何完善我国的成品油定价机制，并最终认为当连续11个工作日CPI及国际原油价格变化满足一定条件时，我国成品油价格应进行相应调整。
结合模型一、二和发改委的相关规定以及当地影响油价的一些次要因素，提出合理的成品油定价机制。影响当前国内成品油价格调整的主要因素不仅仅是国际原油价格,国内通胀水平,宏观经济运行状况与居民购买力和消费水平也是影响成品油价格的主要因素，并且在进一步改革的进程中,这些因素将继续起主导作用，因此成品油价机制改革任重而道远，必须分析清楚，权衡好利弊，以做出最明智的决定。
关键词：国际原油期货价格、杭州93号汽油价格、多元线性回归模型、虚拟变
量、Eviews6.0 、计量经济模型、最小二乘法、定价机制改革
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一． 问题的背景与重述
汽柴油价格一直广大群众关心的问题，成品油的合理定价对国家经济发展及社会和谐稳定具有重要的意义。中国成品油市场运行机制先后经历了完全计划经济阶段、双轨价格过渡阶段、与国际油价间接接轨阶段等多个主要阶段，目前实行的是2009年出台《成品油价格管理办法（试行）》（详见附录1）。 统计数据（附录2）表明，自2007年以来，杭州93号汽油价格共调整22次，其中次上调，次下调。具体表现为93号汽油的零售价也从4.68元/升上涨至2011年底的的7.2元/升，涨幅约为54%。油价的上涨引起了广大消费者的不满，每到成品油调价窗口期，油价话题总会引发热议；与此同时，现行的成品油定价机制也遭到了广泛质疑，定价机制改革的呼声也日益高涨，而我国关于油价的定价机制其实一直并不是很明确，国务院公布的成品油定价机制简单的来说就是： 1、当国际市场三地原油价格连续22个工作日移动平均价格变化超过4%时，可相应调整国内成品油价格。
2、当国际市场原油价格低于每桶80美元时，按正常加工利润率计算成品油价格。高于每桶80美元时，开始扣减加工利润率，直至按加工零利润计算成品油价格。高于每桶130美元时，按照兼顾生产者、消费者利益，保持国民经济平稳运行的原则，采取适当财税政策保证成品油生产和供应，汽、柴油价格原则上不提或少提。
在拥有三地原油期货价格的日数据（2007年1月～2011年12月）的基础上，要求回答以下问题：
1. 请自行查询杭州市93号汽油在这五年中的数据，最终给出杭州市93号
汽油价格和三地原油期货价格之间的函数关系。并分析此定价机制的合理性。
2. 由于国际原油价格在22个工作日内经常会变动很大，现在大家都觉得
22个工作日太长，应该缩短，那么考虑到原油价格波动性以及实际成品油的滞后性（现在所卖成品油其实是若干天以前购入的原油），你觉得定价和调价机制如何制定是比较合理的。
二、模型的基本假设
1．近年国际形势稳定，无大型战争，经济危机产生；
2．国内形势稳定，国家政策较长时间内无较大变动； 3．政府干预没有对成品油油价造成影响；
4.2008年经济危机席卷全球，我国的经济发展也受到一定的冲击，甚至对2009年也可能产生一定影响，因此，有时为使模型准确度更高，我们将这些异常数据未考虑；因此假设全球及全国的经济保持稳定，不受大的自然和地质灾害影响； 5忽略国内投机行为对国内成品油油价的影响； 6.假设所搜集到的数据基本上真实有效。 7．国内进口原油占国内总原油产量的比例不变 8．国内开采原油的成本与进口原油油价相同
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9.国内工业用成品油相对稳定，对国内成品油市场影响不大
三． 主要符号说明
P---------汽油价格 (单位：元/升) Y---------杭州93汽油的价格 (单位：元/升)
x1---------WTI原油价格 （单位：美元/桶） x2---------Brent原油价格 （单位：美元/桶） x3---------OPEC原油价格 （单位：美元/桶）
D1--------虚拟变量 D2-------虚拟变量
（单位：美元/桶） S1---------国际原油期货原油价格
S2---------国内CPI指数 P1(S2)------汽油价格在单独作用下的变化 P1(S1)------汽油价格在国际原油单独作用下的变化
（单位：月） t-----------时间
T----------成品油价格调节周期
S1(t)-------国际原油价格随时间的变化 S2(t)-------CPI随时间的变化
P1(S1,S2)-----汽油价格在CPI，国际原油共同作用下的变化
?------------------汽油价格变化量
四、问题分析
4.1 问题一的分析
问题一主要是求杭州市93号汽油价格和三地原油期货价格之间的函数关系，那么为了描述它们之间的关系，首要任务就是要想方设法取得杭州市93号汽油价格的有关数据，这是建模的一个基础。其次，应对三地原油期货价格进行处理，使之与杭州市93号汽油价格相对应。这其中值得注意的就是，三地原油期货价格是一种并列关系而非包含与被包含关系，因此，应将这三个数据进行归纳，鉴于三者的相关性很强，运用sas软件对其进行主成
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